Meine Maschinenbau Studien haben sich was anderes ergeben und beruflich sind wir auch anders unterwegs. Jetzt sind wir langsam aber sehr weit weg von der Balsakiste.
Nicht desto trotz:
ja, es gibt zwar Kopfzugverbindungen, aber es ist nicht gerade unproblematisch. Bei einer Verschraubung mit Vorspannkraft (Anzugsmoment), muss man Absichern a) dass es genug Vorspannkraft (und Reibung) vorhanden ist dass die Bauteile nicht abrutschen (wohlgemerkt Querlasten) und b) dass der Vorspannkraft groß genug ist dass die Bauteile nicht von ausseinander trennen.
b) heisst indirekt dass mein Vorspannkraft höher als meine Betriebslasten sein soll und damit erreiche ich nicht die Festigkeitspotential der Schraube. Dazu trage ich unnötigerweise ganze Zeit durch Vorspannung eine Spannung die Betriebslasten entspricht mit. Sowas ermüdet halt auch.
Bei einer Passschraubung ist Anzugsmoment deutlich unwichtiger und gleichzeitig ist die Belastbarkeitspotential höher. Bei weichen Materialien Aluminium, Laminat oder Holz, habe ich Probleme eine vernünftige Vospannkraft ohne Beschädigung an Verbindungsbauteilen zu erreichen und der Risiko dass von einem Versagen der Verbindungselement (was noch relativ gut zu definieren ist) ein Versagen der zum verbindenden Bauteilen wird (was deutlich spannender und vielseitiger wird).
Bei Luftfahrt hat man eine erhebliche Problem mit Vorspannkräfte, es lässt sich nämmlich ab und zu nach (ihr habt wohl gehört dass man Alufelgen nach 200 km nach dem Reifenwechsel nachziehen soll), und dass lässt sich schlecht ohne Aufwand kontrollieren(Nachziehen). Bei Passverschraubung reicht visuelle Inspektion (Schraube hat sich nicht gedreht, Drahtsicherung, oder Farbmarkierung). Damit verwendet man in Luftfahrt fast ausschließlich Passverschraubungen und weil man fast ausschließlich Passverschraubungen verwendet kann man schlecht ohne definierte Vorspannkraft (die nachweißlich im Betrieb vorhanden ist) den Punkt b) nachweisen. Indirekt heisst es dass Flugzeuge fast ausschließlich Querbelastete Passschraubungen benutzen und ich möchte nicht unterstellen dass sie alle vollkommen verkehrt konstruiert sind.
Dazu bei einem Kopfzugverbindung habe ich dann effektiv mein Bauteil in der Lastenrichtung. Nur um zu montieren muß ich irgendwie rankommen, es heist ich muß immer bei Konstruktion Platz für den Montagevorgang lassen und damit nimmt mein Bauteil ein Form was erheblich von der Montage diktiert wird und nicht dadurch was eine optimale lastenkonforme Form wäre.
Darauf kann ich noch ein Beispiel geben was vielleicht noch unterstreicht was bei der Auslegung einer Querverbindung es leichter macht. z.B
"Aber ich sehe schon so ne Tabelle die besagt das eine 3mm dicke/40mm lange Schraube aus Material (Balsasperrfurnier) hält 5kN quer und 2 kN längs zur Platte ; gibt es nicht oder nur in Fachliteratur...."
wie man hier schon Rätzelt hängt Kopfzugfestigkeit von versch. Faktoren ab, was noch nicht erwähnt war z.B auch ob ich Senkkopf oder Rundkopfschrauben verwende, dann auch die Richtung Hirnholz oder Kante. Kann ich von dem obrigen Satz schon schnell ableiten dass diese Balsasperrfurnier würde in der Lochleibung ca.
5000N / (3*40) mm^2 ~ 41 MPa quer halten und 16 MPa längs, damit wusst ich dass eine 5 mm Schraube an 10mm Balsasperrfurnier längs ca. 800 N halten würde . Habe ich nicht die späzifische Lochleibungsfestigkeiten kann ich die üblichen Festigkeitswerten verwenden (
Balsaholz - Modellbauholz - BalsaWood - The Balsa Company - 02251 / 6505995, z.B Druckfestigkeit 5-15 MPa), die noch leicht erhältlich sind und meistens niedriger als Lochleibung, damit ist man auf der sicheren Seite.
Da die Schrauben mehr und mehr die Nageln ersetzen redet man wohl auch heutzutage statt Nagelbleche über Schraubbleche, aber Kopfzugnageln sind wohl nicht Regel?
Lange Rede kurze Sinn: meiner Meinung nach wenn man eine Holzschraubenverbindung so auslegt wie man es nageln würde ist man nicht komplett verkehrt unterwegs.